PE 燃气管老化裂纹的发展规律及修复技术​

城市燃气安全，最怕埋在地下的pe管“悄悄变老”。一条DN200的PE100燃气管，设计寿命50年，却在第18年出现裂纹，第22年发生泄漏，原因并非质量，而是老化裂纹的发展被低估。摸清它的“衰老节奏”，才能对症下药。

一、裂纹的五个“生命阶段”

1.诱导期：紫外线、热氧、应力集中共同作用，表面出现0.1 mm级微裂纹，肉眼难辨，红外热像仪可捕捉到0.3 ℃异常温升。

2.慢速扩展期：管内燃气压力0.4 MPa，裂纹以每年0.5 mm速度向壁厚方向推进，呈“银纹区—裂纹区—断裂区”典型形貌。

3.快速扩展期：裂纹深度达壁厚30 %时，应力强度因子超过临界值，扩展速度骤升至每月2 mm，伴随明显鼓包。

4.临界期：剩余壁厚

5.穿孔期：裂纹贯穿，燃气瞬间外泄，遇明火即爆。统计显示，从临界到穿孔平均仅45天，留给抢修的时间窗口极短。

二、加速老化的“三大推手”

- 温差：华北平原冬季-15 ℃、夏季地表65 ℃，PE分子链在热胀冷缩中疲劳，一年等同常温老化1.7年。

- 化学：土壤中的硫酸盐还原菌代谢产H₂S，与铜制示踪线接触生成Cu₂S，扩散到管壁引发应力开裂。

- 焊接残余应力：热熔对接若冷却阶段（≥20 min）被雨水急冷，在焊口附近留下6～8 MPa内应力，成为裂纹源。

三、零开挖修复“三剑客”

1.电热熔套筒：选用SDR11同材质套筒，内置镍铬合金电热网，通电18 min内表面温度升至210 ℃，与母管熔为一体，可恢复原管90 %环刚度，适合裂纹长度

2.紧箍型不锈钢修复套：304不锈钢套厚度2 mm，宽度150 mm，内衬EPDM密封垫，用200 N·m扭矩扳手同步锁紧8颗螺栓，30分钟完成安装，即时承压1.0 MPa，适合运行压力高、停输困难的管段。

3.预浸玻纤复合材料：将纵向0°与环向90°双向玻纤预浸带交替缠绕6层，每层搭接50 %，常温固化2 h后形成3 mm增强层，环向强度提升4倍，成本仅为换管30 %，适合长距离裂纹（>1 m）或异形管件。

四、修复决策“速查表”

- 裂纹深度≤20 %壁厚：电热熔套筒

- 裂纹深度20 %～50 %、长度

- 裂纹深度>50 %或环向裂纹>1/3周长：预浸玻纤复合+钢质套管组合

- 多处裂纹间距

五、寿命再延长20年的“日常处方”

- 每年春季用DR-18超声波测厚仪抽检5 %管段，重点在焊缝、弯头、出土端。

- 每三年做一次OIT（氧化诱导时间）测试，当数值

- 回填区改用0.6 mm厚黄色PE警示板+细沙垫层，减少砂石棱角对管壁的“点式”应力。

把裂纹当“病”治，而不是等“命”换，PE燃气管也能健康迈入半百年。